【正文】 性較好等特點(diǎn)。鋰離子電池的終止放電電壓為 ～ （電池廠家給出工作電壓范圍或終止放電電壓的參數(shù)略有不同）。因此，鋰離子電池作為未來(lái)的發(fā)展方向 ，其 正極材料的市場(chǎng)發(fā)展前景 較好 。 本文中，采用低溫下流變相法摻雜 Zn 來(lái)合成正極材料 LiV1xZnxO8，并對(duì)所合成材料的制備條件以及電化學(xué)性能進(jìn)行研究。通過(guò) XRD 測(cè)試表明通過(guò)流變相法成功制備了 LiV3xZnxO8 產(chǎn)物。而鉛酸電池 以及 鎳鎘電池由于存在有害物質(zhì) 鎘和鉛 ，所以鋰離子動(dòng)力電池是電池行業(yè)的發(fā)展方向。但鋰電池正極材料還 2 存在一定的技術(shù)瓶頸，尤其是它的電容量高與安全性能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)還未充分發(fā)揮出來(lái)?？臻g群為 R5m，氧原子構(gòu)成立方密堆序列，鈷和鋰則分別占據(jù)立方密堆積中的八面體 3(a)與 3(b)位置。 鋰鎳鈷氧化物 (LiNixColxO2)系統(tǒng)。構(gòu)成電極的嵌入化合物和鋰離子的鋰離子濃度影響的鋰離子電池的工作電壓。 經(jīng)過(guò)多年的研究，已經(jīng)找到了較好的充電控制方法 : 。鋰離子電池是可充電電池，主要依賴(lài)于鋰離子的移動(dòng)的正電極和負(fù)電極之間的工作的。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的 電池 。外殼采用鋼或鋁材料蓋體組件具有防爆斷電的功能。 2 實(shí)驗(yàn) 試劑和儀器： 化學(xué)試劑： 試劑 簡(jiǎn)介 LiOH2H2O），然后將它們置于瑪瑙研缽中 在紅外燈光照下 研磨成粉末， 放保濕釜中 80℃ 保濕 6 小時(shí)。本實(shí)驗(yàn)中采用的流變相法的合成流程圖如圖 2 所示： 調(diào)流變相保濕斧 80℃ 5h LiOH經(jīng)對(duì)照 JCPDS 數(shù)據(jù)庫(kù)，所得 的位置與文獻(xiàn)圖譜 的位置 基本 一致 。 由圖 9 可以看出， Zn 比例 為 、 的摻雜樣品 的充放電循環(huán) 曲線走勢(shì)較好， 事實(shí)上，影響電池放電容量的因素 較 多， 比如 電極材料的合成方法、電極與電池的組裝工藝、 隔膜與電解液 的選擇、正負(fù)極之間的匹配與相互作用、環(huán)境溫度等 等 。 LiV3xZnxO8 產(chǎn)物的放電容量 －循環(huán)周次圖分析 15 圖 10 400℃ 下加熱得到的不同比例的 LiV1xZnxO8的循環(huán)放電圖 如圖 10 所示為 400℃下 、 、 、 各比例的處理 10 h 得到的LiV1xZnxO8樣品 在 30 mA/g 的電流速率下的放電容量－循環(huán)周次圖。因此 獲得 一個(gè)更好的電化學(xué)性質(zhì)。 與不摻 Zn 的 LiV3O8相比， LiV1xZnxO8在放電容量、循環(huán)性能等電化學(xué)性能表現(xiàn)了良好的優(yōu)越性。畢業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，我跟老師和同學(xué)問(wèn)了很多問(wèn)題，幫助，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以更順暢的教師和學(xué)生的積極性的答案。感謝 父母對(duì)我的 支持 你們 含辛茹苦 為我 的學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件， 你們 總是站在我身后默默的支持我。但是不如 350 度 比例的產(chǎn)物。從圖中可以看出，在 30 mA/g 的電流速率下， 400 oC 的 10 h 的樣品首次容量 較 高，達(dá)到304 mAh/g，在經(jīng)過(guò) 2 次充放電之后 ,其放電容量已基本穩(wěn)定，在經(jīng)過(guò) 25 周循環(huán)之后，其比容量仍能達(dá)到 250 mAh/g 以上；而產(chǎn)物 LiV3O8首次放電容量?jī)H為 290 mAh/g，經(jīng)過(guò) 21 周循環(huán)之后，放電容量為 220 mAh/g，這說(shuō)明產(chǎn)物 在 400℃ 煅燒10 小時(shí) 的循環(huán)性能良好 。鋰離子可以排列在八面體點(diǎn)上。圖 5 為不同比例下加熱處理 10 h 得到的 LiV1xZnxO8樣品在放電速率為 30 mA/g、截止電壓為 V時(shí)的首次放電曲線。 3 結(jié)果與討論 LiV1xZnxO8 產(chǎn)物的 XRD 圖譜 分析 圖 3 CR2020 型扣式電池實(shí)物圖 10 圖 41 400℃溫度下 加熱得到的 LiV3O8的 XRD 圖譜 圖 42 400℃ XRD 譜圖 11 圖 41 為 400℃ 空氣 條件 下分別加熱處理前驅(qū)體 10 h 所得的 LiV3O8產(chǎn)物的XRD 圖譜。因馬弗爐 的性質(zhì)不可以急劇升溫。) 掃描電子顯微鏡（ SEM） JSM6380LA 型掃描電子顯微鏡（先進(jìn)行噴金處理以提高起其導(dǎo)電性） 手套箱 嚴(yán)格低水低氧充滿氬氣的簡(jiǎn)易手套箱 (材料為有機(jī)玻璃 ) 電池封邊機(jī) 深圳美森機(jī)電有限公司生產(chǎn)的 CR2020 手動(dòng)扣式電池封邊機(jī) 恒電流充放電實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng) 深圳新威爾電子有限公司生產(chǎn)的 BTS 系列高精度電池測(cè)試系統(tǒng) 手動(dòng)壓 片 機(jī) 天津市光子儀器廠 二次蒸餾水系統(tǒng) 上海亞榮生化儀器廠生產(chǎn)的 SZ93 自 動(dòng)雙重蒸水系統(tǒng) 瑪瑙研缽 遼寧凌源宋杖子瑪瑙加工廠 循環(huán)伏安 RST3000 電化學(xué)工作站 材料的合成： LiV1xZnxO8前 驅(qū)體的合成 按一定 的 摩爾比例（ LiOH （ 2） 隔膜 ——一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結(jié)構(gòu)，可以讓鋰離子 自由通過(guò)，而 但是 電子不能通過(guò)。這就需要一個(gè)電極在組裝前處于嵌鋰狀態(tài)一般選擇相對(duì)鋰而言電位大于 3V且在空氣中穩(wěn)定的嵌鋰過(guò)渡金屬氧化物做正極如 LiCoO LiNiO LiMn2O4。它是現(xiàn)代高性能電池的代表。 ，電流逐漸減小 。 鋰電池在充電中具有如下的特性 : ，電壓是逐漸上升的 。典型的鋰離子蓄電池體系由碳負(fù)極 (焦炭、石墨 )、正極氧化鈷鋰 (LixCoO2）和有機(jī)電解液三部分組成。 鋰鎳氧化物 (LiNiO2)系統(tǒng)。 Li1+xV3O8 屬于單斜晶系，呈層狀結(jié)構(gòu)，空間群為 P2im，其結(jié)構(gòu)單元是兩層 V3Os結(jié)構(gòu)中間夾有鋰離子的 MXM(V3O8． LiV3O8)的夾心餅， Li+占據(jù)八面體間隙位置額外的鋰離子 (與 z 相對(duì)應(yīng) )嵌入到層間，并占據(jù)四面體間隙位置。 1％之內(nèi)。 3G 手機(jī)的推廣和新能源汽車(chē)大規(guī)模商業(yè)化鋰離子電池正極材料的發(fā)展將帶來(lái)新的機(jī)遇。 因此，近 20 年來(lái)其作為 二次鋰離子電池正極材料的研究 受到了人們的廣泛關(guān)注。實(shí)驗(yàn)表明 400℃溫度下加熱處理 10 小時(shí)得到的 LiV3xZnxO8樣品具有的首次放電容量達(dá)到 mAh/g，而且其循環(huán)性能優(yōu)良，在經(jīng)過(guò) 30 周循環(huán)以后，其比容量仍能達(dá)到 mAh/g。 雖然鋰電 鋰離 子電池的額定電壓為 （少數(shù)的是 ）。 因此還需要人們大量的研究與發(fā)展。晶格常數(shù) a= 197。采取降低反應(yīng)溫度、用酸瀝去的方法制備 的 LiNixCo1xO2正極充電電壓稍低，更能適用于大多數(shù)電解質(zhì)其結(jié)構(gòu)介于尖晶石和層狀之間，屬于一種準(zhǔn)尖晶石結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)由于不穩(wěn)定，在連續(xù)的充放電過(guò)程中，極化不斷增大因而容量衰減很快，它的初始容量和循環(huán)性能均不如LiNiO2和 LiCoO2但當(dāng)用酸液提取樣品中少量 Li， Co，使樣品中 Li 與 Co 所占比例適度降低后，其結(jié)構(gòu)會(huì)由準(zhǔn)尖晶石型轉(zhuǎn)變?yōu)楦€(wěn)定的缺陷尖晶石型，電化學(xué)性能因而得到很大的改善。 因此，在充放電循環(huán)時(shí)， Li +分別在正負(fù)極上發(fā)生 ―嵌入 脫嵌 ‖的 反應(yīng)， Li+便在正負(fù)極之間來(lái)回移動(dòng)， 因此 ， 這種 鋰離子電池 又被形象的 稱(chēng)為 ―搖擺電池 ‖ 4 或者是 ―搖椅電池 ‖。 ，使電壓基本達(dá)到 。來(lái)回兩個(gè)電極之間的充電和放電的過(guò)程中和解吸鋰離子可再充電電池 ，從正極脫嵌的鋰離子嵌入負(fù)極，通過(guò)電解液，在富鋰的狀態(tài)的負(fù)極 。是現(xiàn)代高性能電池的代表。 我們通常所說(shuō)的 電池容量 指的就是放電容量。 H2O 天津市博迪化工有限公司 （ NH4VO3） 天津市化學(xué)試劑三廠 Zn(CH3COOH)2等其自然冷卻后打開(kāi) 反應(yīng)釜 釜放 真空 烘干 箱烘干，然后取出物品放瑪瑙研缽中 在紅外燈光照下 研成粉末。H2O NH4VO3 Zn(CH3COOH)2這說(shuō)明 實(shí)驗(yàn)中 成功合成了 所需 產(chǎn)物，從 圖中看出在 400℃ 已經(jīng) 成功 合成 所需 產(chǎn)物 。然而，在其它條件不變的情況下，就電極材料本身而言，有兩個(gè)因素對(duì)電池放電性能 影響頗為重要，即材料的結(jié)構(gòu)和材料的形貌。從圖中可以看出 和 不相上下， 略微比 好一點(diǎn)。 Zn的摻入可能起柱狀 18 支撐作用對(duì) LiV3O8結(jié)構(gòu)起保護(hù)作用。 利用恒電流充放電實(shí)驗(yàn)對(duì)制備的正極材料 LiV1xZnxO8 進(jìn)行了充放電實(shí)驗(yàn)研究，在 400℃ 的條件下加熱處理 10 h 得到的 LiV1xZnxO8樣品具有最高的